JPS6282687A - 高周波加熱用ガスタ−ビン発電装置 - Google Patents
高周波加熱用ガスタ−ビン発電装置Info
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- JPS6282687A JPS6282687A JP60224207A JP22420785A JPS6282687A JP S6282687 A JPS6282687 A JP S6282687A JP 60224207 A JP60224207 A JP 60224207A JP 22420785 A JP22420785 A JP 22420785A JP S6282687 A JPS6282687 A JP S6282687A
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- JP
- Japan
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- gas turbine
- heating
- phase
- power
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は高周波加熱用ガスタービン発電装置、特にガス
タービンエンジンが直結された高周波発電機により得ら
れた高周波電力を高周波加熱を行う加熱コイルに供給す
る高周波加熱用ガスタービン発電装置に関する。
タービンエンジンが直結された高周波発電機により得ら
れた高周波電力を高周波加熱を行う加熱コイルに供給す
る高周波加熱用ガスタービン発電装置に関する。
［従来の技術］
加熱コイルに高周波電流を通してコイル内におかれた材
料を加熱する高周波加熱が鉄などの材料の焼き入れなど
に用いられており、電磁誘導において生じる渦電流おる
いは誘電損失により生ずる加熱作用を利用して加熱材料
の均一な加熱が行われている。
料を加熱する高周波加熱が鉄などの材料の焼き入れなど
に用いられており、電磁誘導において生じる渦電流おる
いは誘電損失により生ずる加熱作用を利用して加熱材料
の均一な加熱が行われている。
このような高周波加熱に用いる従来の高周波加熱用電源
装置は、第４図に示されるように、３相交流電源に接続
される端子１０ａ、１０ｂ、１０Ｃから交流電源が整流
器１２に供給されており、ここで直流に変換された後に
、整流器１２の出力端子１４ａ、１４ｂを介して平滑コ
ンデンサ１６及びインバータ１８に供給される。従って
、平滑コンデンサ１６にて平滑された直流電力はインバ
ータ１８にて単相の高周波電力に変換される。
装置は、第４図に示されるように、３相交流電源に接続
される端子１０ａ、１０ｂ、１０Ｃから交流電源が整流
器１２に供給されており、ここで直流に変換された後に
、整流器１２の出力端子１４ａ、１４ｂを介して平滑コ
ンデンサ１６及びインバータ１８に供給される。従って
、平滑コンデンサ１６にて平滑された直流電力はインバ
ータ１８にて単相の高周波電力に変換される。
そして、この単相の高周波電力は端子２０ａ。
２０ｂを介して変圧器２２に供給されており、この変圧
器２２にて負荷とのマツチングを行う。この変圧器２２
には力率改善用コンデンサ２４及び加熱コイル２６が接
続されており、変圧器２２から供給される高周波電力に
よって加熱コイル２６内に入れられた被加熱体を加熱す
ることができる。
器２２にて負荷とのマツチングを行う。この変圧器２２
には力率改善用コンデンサ２４及び加熱コイル２６が接
続されており、変圧器２２から供給される高周波電力に
よって加熱コイル２６内に入れられた被加熱体を加熱す
ることができる。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、前述した従来の高周波加熱用電源装置で
は、次の２つの問題点がある。
は、次の２つの問題点がある。
（１）高周波加熱用電源として３相交流電源などの商用
電源を用いており、商用電源が近くにない場所では高周
波加熱を行うとかできない。
電源を用いており、商用電源が近くにない場所では高周
波加熱を行うとかできない。
（２）被加熱体の温度変化に伴なって被加熱体の比透磁
率及び抵抗率が変化し、最適な状態での高周波加熱を行
うことができない。
率及び抵抗率が変化し、最適な状態での高周波加熱を行
うことができない。
すなわち、第５図に示されるように、比透磁率μは一般
に温度の変化ととも緩やかに下降して行きキュリ一点（
約１７０°Ｃ）にて急激ｔこ落らる特性を持っており、
強磁性体などではキュリ一点で比透磁率が１となる。
に温度の変化ととも緩やかに下降して行きキュリ一点（
約１７０°Ｃ）にて急激ｔこ落らる特性を持っており、
強磁性体などではキュリ一点で比透磁率が１となる。
また、抵抗率ρは被加熱体の温度か上昇するに従って上
昇し、キコリ一点近傍で最高点に達し、その後急激に落
ちる特性を有している。
昇し、キコリ一点近傍で最高点に達し、その後急激に落
ちる特性を有している。
そして、前記比透磁率μ及び抵抗率ρが変ることによっ
て加熱回路の共振周波数を変化させる。
て加熱回路の共振周波数を変化させる。
つまり、被加熱体を入れた加熱コイルのインダクタンス
しはＬ２ｆ（μρ）で表わされる。したがって、共振条
件はＣ（コンデンサ容ｆｆ１）＝１／ω２Ｌであるから
、共振周波数：ｆｏはｆｏ＝Ｇ （μρ）で表わされる
。従って、加熱コイル２６による加熱状態が変化して効
率の良い高周波加熱を行うことができないという問題が
おった。
しはＬ２ｆ（μρ）で表わされる。したがって、共振条
件はＣ（コンデンサ容ｆｆ１）＝１／ω２Ｌであるから
、共振周波数：ｆｏはｆｏ＝Ｇ （μρ）で表わされる
。従って、加熱コイル２６による加熱状態が変化して効
率の良い高周波加熱を行うことができないという問題が
おった。
また、比透磁率μ及び抵抗率ρは被加熱体の材質、形状
、加工状態によって異なり、被加熱体の種類によって共
振周波数が微妙に変化する。
、加工状態によって異なり、被加熱体の種類によって共
振周波数が微妙に変化する。
発明の目的
本発明は上記従来の課題に鑑み成されたもので、その目
的は、商用電源のない場所でも高周波加熱を可能とし、
かつ加熱回路の共振周波数変化に応じて効率の良い高周
波加熱ができる高周波加熱用ガスタービン発電装置を提
供することにある。
的は、商用電源のない場所でも高周波加熱を可能とし、
かつ加熱回路の共振周波数変化に応じて効率の良い高周
波加熱ができる高周波加熱用ガスタービン発電装置を提
供することにある。
［問題点を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明は、ガスタービンエ
ンジンに高周波発電機を直結して高周波加熱用の発電装
置とし、このような装置において、加熱コイルに供給す
る電圧及び電流の位相を検出し、電圧と電流の位相が一
致すように加熱コイルに印加する電力の周波数を変化さ
せることを特徴とする。すなわち、前記種々の条件によ
って生じる共振周波数の変化は、例えば第６図に示され
るように、電圧位相と電流位相との差Δｔとして現れて
くる。従って、この差Δ↑をＯ（力率を１）にするよう
に位相調整すれば、変化する共振周波数に電力周波数を
合致させることができる。
ンジンに高周波発電機を直結して高周波加熱用の発電装
置とし、このような装置において、加熱コイルに供給す
る電圧及び電流の位相を検出し、電圧と電流の位相が一
致すように加熱コイルに印加する電力の周波数を変化さ
せることを特徴とする。すなわち、前記種々の条件によ
って生じる共振周波数の変化は、例えば第６図に示され
るように、電圧位相と電流位相との差Δｔとして現れて
くる。従って、この差Δ↑をＯ（力率を１）にするよう
に位相調整すれば、変化する共振周波数に電力周波数を
合致させることができる。
［作用］
以上のような構成によれば、まずガスタービンエンジン
は１０，０００〜１０数万ｒ’ｐｍで回転するので、ガ
スタービンエンジンと発電機とを直結することにより、
発電機からは高周波電力か容易に取り出される。
は１０，０００〜１０数万ｒ’ｐｍで回転するので、ガ
スタービンエンジンと発電機とを直結することにより、
発電機からは高周波電力か容易に取り出される。
そして、位相検出回路にて得られた電圧の位相と電流の
位相とが一致するように電力の周波数を変化させるので
、被加熱体の温度状態等によって変化する共振周波数に
電力周波数を合わせることができ、常に最適な加熱状態
にて高周波加熱を行うことができる。
位相とが一致するように電力の周波数を変化させるので
、被加熱体の温度状態等によって変化する共振周波数に
電力周波数を合わせることができ、常に最適な加熱状態
にて高周波加熱を行うことができる。
［実施例］
以下図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明する。
第１図には本発明の好適な第１実施例が示されており、
図において、整流器１２．インバータ１８、平滑コンデ
ンサ１６、力率改善用コンデンサ２４及び加熱コイル２
６は従来装置と同一でおるが、本発明では従来用いてい
た変圧器が不要となる。
図において、整流器１２．インバータ１８、平滑コンデ
ンサ１６、力率改善用コンデンサ２４及び加熱コイル２
６は従来装置と同一でおるが、本発明では従来用いてい
た変圧器が不要となる。
本発明において特徴的なことは、ガスタービンエンジン
を高周波発電機に直結することにより高周波電力を容易
に発生させ、かつ加熱コイルに供給する電圧及び電流の
位相検出信号に基づいて高周波電力の周波数を可変とし
たことであり、ガスタービンエンジン２８は高周波発電
機３０に直結され出力制御回路３２によりエンジン回転
数が制御されている。
を高周波発電機に直結することにより高周波電力を容易
に発生させ、かつ加熱コイルに供給する電圧及び電流の
位相検出信号に基づいて高周波電力の周波数を可変とし
たことであり、ガスタービンエンジン２８は高周波発電
機３０に直結され出力制御回路３２によりエンジン回転
数が制御されている。
そして、インバータ１８と加熱コイル２６の間には電流
測定器３４．電圧を測定するための接続線及び位相検出
器３６から成る位相検出回路と周波数制御回路３８か設
けられている。なお、加熱コイル２６内には被加熱体４
０が挿入されている。
測定器３４．電圧を測定するための接続線及び位相検出
器３６から成る位相検出回路と周波数制御回路３８か設
けられている。なお、加熱コイル２６内には被加熱体４
０が挿入されている。
第１実施例は以上のような構成から成り、以下
−にその作用を説明する。
−にその作用を説明する。
本発明のガスタービンエンジン２８は高周波発電機３０
に直結されているが、この結果、例えば８６、００Ｏｒ
ｐｍで高周波発電機が運転される。この高周波発電機３
０は、数１ 、 ＯＯＯｒｔ）ｍ程度で回転する従来の
発電機に比較すれば、高周波電力を得るための中間装置
が不要なため小型軽Ｈな装置として製作することが可能
であり、第１実施例において、その容量及び重量は従来
型に比して１７２０程度に軽減されている。従って、こ
のようなガスタービンエンジン２８と高周波発電１１３
０の組み合わせにて小型で持ち運び可能な高周波加熱用
の発電装置を得ることができ、商用電源のない場所にて
高周波加熱を容易に行うことが可能である。
に直結されているが、この結果、例えば８６、００Ｏｒ
ｐｍで高周波発電機が運転される。この高周波発電機３
０は、数１ 、 ＯＯＯｒｔ）ｍ程度で回転する従来の
発電機に比較すれば、高周波電力を得るための中間装置
が不要なため小型軽Ｈな装置として製作することが可能
であり、第１実施例において、その容量及び重量は従来
型に比して１７２０程度に軽減されている。従って、こ
のようなガスタービンエンジン２８と高周波発電１１３
０の組み合わせにて小型で持ち運び可能な高周波加熱用
の発電装置を得ることができ、商用電源のない場所にて
高周波加熱を容易に行うことが可能である。
この高周波発電機３０は、前述した８６．００Ｏｒｐｍ
で回転駆動すると、１ 、４３３Ｈ２の高周波電力を出
力し、この高周波電力は整流器１２及びインバータ１８
を介して加熱コイル２６に供給される。
で回転駆動すると、１ 、４３３Ｈ２の高周波電力を出
力し、この高周波電力は整流器１２及びインバータ１８
を介して加熱コイル２６に供給される。
そして、この加熱コイル２６は高周波電力により被加熱
体４０を加熱することとなるが、このときの供給電力の
電圧及び電流の位相が位相検出回路にて検出される。
体４０を加熱することとなるが、このときの供給電力の
電圧及び電流の位相が位相検出回路にて検出される。
すなわち、前記位相検出器３６は電流測定器３４から出
力される電流信号に基づいて電流の位相を検出し、また
加熱コイル２６の両端に配線された接続線から検出され
た検出電圧信号に基づいて電圧の位相を検出する。そし
て、この位相検出器３６の電圧及び電流の検出位相信号
は周波数制御回路３８に供給され、この周波数制御回路
３８では電圧位相と電流位相とが一致する（力率が１と
なる）ように、つまり加熱コイル２６に供給される電力
周波数が共振周波数になるようにインバータ１Ｂを制御
する。
力される電流信号に基づいて電流の位相を検出し、また
加熱コイル２６の両端に配線された接続線から検出され
た検出電圧信号に基づいて電圧の位相を検出する。そし
て、この位相検出器３６の電圧及び電流の検出位相信号
は周波数制御回路３８に供給され、この周波数制御回路
３８では電圧位相と電流位相とが一致する（力率が１と
なる）ように、つまり加熱コイル２６に供給される電力
周波数が共振周波数になるようにインバータ１Ｂを制御
する。
従って、共振周波数の高周波電力に基づいた加熱コイル
２６の電磁誘導により被加熱体４０は効率良く加熱され
、共振周波数に基づく安定した加熱状態にて鉄などの焼
き入れを良好に行うことができる。
２６の電磁誘導により被加熱体４０は効率良く加熱され
、共振周波数に基づく安定した加熱状態にて鉄などの焼
き入れを良好に行うことができる。
第２図には本発明の第２実施例が示されてあり、この第
２実施例は位相検出信号に基づいた周波数制御信号をイ
ンバータ１８に供給してインバータ出力周波数を変化さ
せる第１実施例と異なり、位相検出信号によりガスター
ビンエンジン２８の回転数を制御する構成からなる。
２実施例は位相検出信号に基づいた周波数制御信号をイ
ンバータ１８に供給してインバータ出力周波数を変化さ
せる第１実施例と異なり、位相検出信号によりガスター
ビンエンジン２８の回転数を制御する構成からなる。
図において、高周波発電機３０の出力は整流器、インバ
ータなどを介さず直接加熱コイル２６に供給されており
、ガスタービンエンジン２８の回転数に対応する高周波
電力が加熱コイル２６に供給される。そして、第１実施
例と同様に位相検出器３６にて電圧及び電流の位相が検
出され、位相検出信号は周波数制御回路３８に供給され
る。
ータなどを介さず直接加熱コイル２６に供給されており
、ガスタービンエンジン２８の回転数に対応する高周波
電力が加熱コイル２６に供給される。そして、第１実施
例と同様に位相検出器３６にて電圧及び電流の位相が検
出され、位相検出信号は周波数制御回路３８に供給され
る。
従って、この周波数制御回路３８は電圧位相と電流位相
とが一致するように出力制御回路３２を制御し、出力制
御回路３２は加熱コイル２６に供給される電力周波数が
共１辰周波数になるようにガスタービンエンジン２８の
回転数を制御づ゛ることになる。
とが一致するように出力制御回路３２を制御し、出力制
御回路３２は加熱コイル２６に供給される電力周波数が
共１辰周波数になるようにガスタービンエンジン２８の
回転数を制御づ゛ることになる。
なお、本発明はガスタービン発電機を高周波加熱に用い
ているが、電圧位相と電流位相とが一致するように周波
数を変えることは従来の発電機にも適用することができ
る。この場合は、第３図に示されるように、第１実施例
と同様に位相検出器３６の出力を周波数制御回路３８に
供給し、インバータ１８にてインバータ出力周波数を共
振周波数に合わせるように周波数変換をすることにより
行う。
ているが、電圧位相と電流位相とが一致するように周波
数を変えることは従来の発電機にも適用することができ
る。この場合は、第３図に示されるように、第１実施例
と同様に位相検出器３６の出力を周波数制御回路３８に
供給し、インバータ１８にてインバータ出力周波数を共
振周波数に合わせるように周波数変換をすることにより
行う。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、ガスタービンエ
ンジンに高周波発電機を直結したガスタービン発電装置
を高周波加熱に用い、加熱コイルに供給する電力の電圧
位相と電流位相とを一致させるようにしたので、小型軽
量化された装置にて商用電源のない場所でも高周波電力
を得ることができ、また被加熱体の加熱状態あるいは被
加熱体の材料、形状、加工状態に対応して共振周波数に
よる安定した出力状態が維持でき、効率の良い高周波加
熱を行うことが可能となる。
ンジンに高周波発電機を直結したガスタービン発電装置
を高周波加熱に用い、加熱コイルに供給する電力の電圧
位相と電流位相とを一致させるようにしたので、小型軽
量化された装置にて商用電源のない場所でも高周波電力
を得ることができ、また被加熱体の加熱状態あるいは被
加熱体の材料、形状、加工状態に対応して共振周波数に
よる安定した出力状態が維持でき、効率の良い高周波加
熱を行うことが可能となる。
第１図は本発明に係る高周波加熱用ガスタービン発電装
置の好適な第１実施例を示す回路構成図、第２図は本発
明の第２実施例を示す回路構成図、第３図は従来の発電
機を用いて本発明の周波数制御を行った場合の回路構成
図、 第４図は従来の発電装置により高周波加熱を行う場合の
回路構成図、 第５図は被加熱体の温度と比透磁率及び抵抗率との関係
を示すグラフ図、 第６図は電圧位相と電流位相との関係を示すグラフ図で
ある。 １２ ・・・ 整流器 １８ ・・・ インバータ ２６ ・・・ 加熱コイル ２Ｂ ・・・ ガスタービンエンジン ３０ ・・・ 高周波発電機 ３２ ・・・ 出力制御回路 ３４ ・・・ 電流測定器 ３６ ・・・ 位相検出器 ３８ ・・・ 周波数制御回路。
置の好適な第１実施例を示す回路構成図、第２図は本発
明の第２実施例を示す回路構成図、第３図は従来の発電
機を用いて本発明の周波数制御を行った場合の回路構成
図、 第４図は従来の発電装置により高周波加熱を行う場合の
回路構成図、 第５図は被加熱体の温度と比透磁率及び抵抗率との関係
を示すグラフ図、 第６図は電圧位相と電流位相との関係を示すグラフ図で
ある。 １２ ・・・ 整流器 １８ ・・・ インバータ ２６ ・・・ 加熱コイル ２Ｂ ・・・ ガスタービンエンジン ３０ ・・・ 高周波発電機 ３２ ・・・ 出力制御回路 ３４ ・・・ 電流測定器 ３６ ・・・ 位相検出器 ３８ ・・・ 周波数制御回路。
Claims (3)
- （１）ガスタービンエンジンと、このガスタービンエン
ジンに直結された高周波発電機と、を含む高周波加熱用
ガスタービン発電装置において、加熱コイルに供給する
電圧及び電流の位相を検出する位相検出回路と、電圧と
電流の位相が一致するように加熱コイルに印加する電力
の周波数を変化させる周波数制御回路と、を設けたこと
を特徴とする高周波加熱用ガスタービン発電装置。 - （２）特許請求の範囲（１）記載の発電装置において、
高周波発電機の出力を整流する整流器と、この整流器出
力を所望周波数の交流信号に変換するインバータと、を
設け、前記電圧及び電流の位相検出信号に基づいて前記
インバータの出力周波数を変化させることを特徴とする
高周波加熱用ガスタービン発電装置。 - （３）特許請求の範囲（１）記載の発電装置において、
前記電圧及び電流の位相検出信号に基づいて前記ガスタ
ービンエンジンの出力周波数を変化させることを特徴と
する高周波加熱用ガスタービン発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60224207A JPS6282687A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 高周波加熱用ガスタ−ビン発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60224207A JPS6282687A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 高周波加熱用ガスタ−ビン発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6282687A true JPS6282687A (ja) | 1987-04-16 |
Family
ID=16810200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60224207A Pending JPS6282687A (ja) | 1985-10-07 | 1985-10-07 | 高周波加熱用ガスタ−ビン発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6282687A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011258316A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-22 | Kitashiba Electric Co Ltd | 誘導溶解炉の制御装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52116831A (en) * | 1976-03-27 | 1977-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Transistor invertor |
| JPS5846244A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-17 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタ−ビン減速機 |
-
1985
- 1985-10-07 JP JP60224207A patent/JPS6282687A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52116831A (en) * | 1976-03-27 | 1977-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | Transistor invertor |
| JPS5846244A (ja) * | 1981-09-14 | 1983-03-17 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタ−ビン減速機 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011258316A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-22 | Kitashiba Electric Co Ltd | 誘導溶解炉の制御装置 |
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